[发明专利]一种固液分离用陶瓷过滤板及制备方法

说明书

本发明涉及一种固液分离用微孔陶瓷过滤板及制备方法，尤其是用于矿山精矿脱水干燥的微孔陶瓷过滤板及制备方法。

泥浆固液分离，例如矿山选矿中精矿产品的过滤脱水干燥，通常使用滤布真空过滤机械(如盘式、帆布转鼓式、筒式真空过滤机)。但这些过滤机械的一个共同缺陷是台时处理能力小，效率低能源消耗大，滤饼水份高，精矿外运途损大，甚至给运途沿路环境带来污染。其次滤布破损以及滤布的透过性，使细粒精矿在过滤过程中反复循环，增加了过滤浆料中细粒级含量，使过滤过程恶化，影响过滤效果。板框压榨过滤机，机械结构复杂，操作劳动强度大，而且又处于高压操作，频繁的机械往复运动，导至机械故障率较高，维护检修工作量大，滤布消耗多。而且为适应贫矿、伴生矿产品精选分离需要，矿料粒度越来越细，一般要达到200目甚至更细，因而上述过滤分离设备的弊端是显尔易见的。

微孔陶瓷板，是应用毛细作用原理，在水湿润状态下，毛细管作用使水能通过，而气体和微粒不能通过过滤介质，因此是一种很好的过滤分离介质，尤其适用于微小颗粒介质与水的分离。但由于微孔陶瓷众多均匀分布的微孔，使得过滤板强度下降，给使用带来了诸多不便。为提高陶瓷过滤板强度和滤水分离能力，人们将微孔陶瓷过滤板制成中空结构，内以颗粒支撑，采用负压抽吸作动力，强迫固液分离。现有的中空结构微孔陶瓷过滤板，由于基料中采用碳酸钙作高温烧结材料，而碳酸钙在高温烧结中分解形成的氧化钙在酸性介质中又较容易被腐蚀，因而导致陶瓷过滤板在酸性液中使用强度降低；其次，现有陶瓷过滤板，采用一次注浆成型，所以形成的微孔在厚度方向均为大小不等的等径孔，而细微的微孔及较厚的过滤层面，使得液体通过阻力大，过水量少分离能力低，尤其是在低气压(如高原低压差)条件下分离能力就更低，所以一般不适宜高原低气压环境中使用；并且一次注浆成型，过滤板表面易出现针孔、微裂纹等缺陷，也会导致强度下降，所以一般使用寿命不长。

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种强度高，过水能力强的陶瓷真空过滤板。

本发明的另一目的在于提供一种制造上述陶瓷过滤板，并能形成孔梯度的陶瓷过滤板的制备方法。

本发明所述微孔陶瓷过滤板，由骨料颗粒和基料混合搭配烧结成具有中空层结构的微孔陶瓷板，所述中空层中充填有陶瓷支撑颗粒，其特征在于所说微孔陶瓷板基本组成为骨料颗粒60-80％(重量百分比，以下同)、基料15-30％，所说骨料颗粒为刚玉和/或莫来石和/或焦宝石和/或碳化硅，所说基料为氧化铝和/或粘土和/或长石。

本发明过滤板的微孔主要由骨料颗粒堆积形成，骨料颗粒采用刚玉(α-氧化铝)、莫来石、焦宝石、碳化硅等高温强度好的耐火材料，使堆积形成的微孔板有较高的机械强度。本发明骨料颗粒料可以单独使用，也可以是一种以上混合使用。基料主要起粘结骨料颗粒作用，两者混合烧结共同构成过滤板支承体。基料采用氧化铝、粘土、长石等高温烧结料(不含有碳酸钙)，可以单独或混合使用。烧结后支承板微孔由骨料颗粒大小、基料中粘土含量多少及成孔剂共同决定。本发明微孔过滤板骨料颗粒平均(也称中位)粒径的确定，一般为所需成孔直径的4～6倍，而过滤板孔径则由待过滤分离颗粒大小确定，如形成2-4μ的微孔，骨料颗粒直径一般可确定为5～15μ，如要得到平均孔径为2.5-3μ的微孔过滤板支承体，骨料颗粒中位粒径尤以12-13μ为优。为提高过滤板支承体强度和透水能力，减少无效微细孔，骨料颗粒粒径应力求均一，达标颗粒一般应大于70％以上为好。如需缩小微孔，也可适当增加基料含量，如基料中粘土含量多时孔径就小，含量少时孔径就大。本发明过滤板中空层内支撑颗粒作用，一是填充支撑增强过滤板强度；二是又要保证有足够的空隙使过滤透过的水能迅速排出。支撑颗粒尤以采用与支承体相同材料为好，这样可减少烧结次数，避免填充后一次烧结过程中膨胀不一致造成支承体开裂或支撑颗粒松散而使过滤板强度降低。支撑颗粒形状尤以长条形为好，其长度及直径应稍大于微孔板1/2中空距为好，占过滤板中空距的0.52-0.65，这样支撑颗粒堆积后密度接近于中空体积的50％，较易形成惯通的无规则三维空间，既可增强支承板强度，又可增加中空层的孔隙率，使之形成较大的过水通道，提高透水效果，保证吸出的水能顺畅排出。